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某同学用木炭粉与氧化铜高温加热至质量不再变化为止,发现剩余固体中含一些黑色粉末,该同学取少量固体于试管中,加入足量稀硫酸,发现黑色固体全部溶解,溶液呈蓝色.
(1)剩余固体中的黑色粉末为______.
(2)为测定剩余固体中黑色粉末的质量分数,该同学称量5g剩余固体于烧杯中,再把25g稀硫酸平均分5次加入烧杯中,充分反应后烧杯中剩余固体的质量记录如下:
实验次数第1次第2次第3次第4次第5次
加入稀硫酸质量(g)55555
烧杯中剩余固体质量(g)4.64.23.83.53.5
求:①黑色粉末在剩余固体中的质量分数.
②所加稀硫酸的溶质质量分数.
【答案】分析:(1)木炭和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,剩余的黑色粉末与硫酸变蓝色,说明是氧化铜.
(2)测定氧化铜和铜的混合物中氧化铜的质量分数,利用氧化铜能和稀硫酸反应,固体减少的量就是氧化铜的质量,再根据氧化铜的质量可以计算出硫酸的质量分数.
解答:解:(1)从黑色固体全部溶解,溶液呈蓝色可判定黑色固体是氧化铜,因为木炭和硫酸不反应.
(2)剩余固体是氧化铜和铜的混合物,铜不和硫酸反应,固体减少的质量就是氧化铜的质量,从第四次和第五次加硫酸后固体不再减少说明,固体中的氧化铜全部反应,前三次加的稀硫酸全部参加了反应,计算硫酸的质量分数可以根据第一次反应.
答案:(1)氧化铜
(2)①黑色粉末在剩余固体中的质量分数=×100%=30%
②设5g稀硫酸中含硫酸的质量为x,参加反应的氧化铜的质量为4.6g-4.2g=0.4g
 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80      98
0.4g    x 
=
X=0.49g
所用稀硫酸的溶质质量分数=×100%=9.8%
答:黑色粉末在剩余固体中的质量分数为30%,所加稀硫酸的溶质质量分数9.8%.
点评:在分次进行化学反应时,一定要分清第几次是完全反应的,计算时要根据完全反应时的质量计算.
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①2CuO+C
 高温 
.
 
2Cu+CO2↑   ②CuO+C
 高温 
.
 
Cu+CO↑
他们想验证自已的想法,请你同他们一起进行探究.
猜想与假设
木炭粉与氧化铜反应生成的产物有三种可能:
(1)产物是铜和一氧化碳;(2)产物是铜和二氧化碳;(3)产物是
 

设计方案
(1)检验产物中是否有CO2的方法是
 

(2)如何检验产物是否存在CO,学习小组同学找查了资料:CO的特征反应是CO能使某种氯化钯的黄色混合液变蓝.
实验结论设计的实验装置(如图)
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实验报告:
实验现象 实验结论
①A中固体由黑色变红色
②B中黄色试纸变蓝
③C中
 
①有Cu生成
②有
 
生成
③有CO2生成
反思与评价
(1)实验结束时,为防止Cu被氧化,必须先停止加热,待Cu冷却后再将试管口的胶塞取下,因此,若没有B安全瓶,可能导致的后果是
 

(2)根据实验结论,从环保角度考虑,上述装置C后应添加的装置是
 

拓展与交流
如果用右图装置代替左图中的A装置,这样既可以排尽试管中的空气,又能将反应的气体产物都排出来,该气体应是
 

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 高温 
.
 
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.
 
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实验现象 实验结论
①A中固体由黑色变红色
②B中黄色试纸变蓝
③C中______
①有Cu生成
②有______生成
③有CO2生成
反思与评价
(1)实验结束时,为防止Cu被氧化,必须先停止加热,待Cu冷却后再将试管口的胶塞取下,因此,若没有B安全瓶,可能导致的后果是______.
(2)根据实验结论,从环保角度考虑,上述装置C后应添加的装置是______.
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